KR101572896B1

KR101572896B1 - 전차주변 전장상황인식 시스템

Info

Publication number: KR101572896B1
Application number: KR1020140006526A
Authority: KR
Inventors: 김건국; 김철학; 권혁민; 유석진
Original assignee: 현대로템 주식회사
Priority date: 2014-01-20
Filing date: 2014-01-20
Publication date: 2015-12-11
Also published as: KR20150086626A

Abstract

본 발명은 전차주변 전장상황인식 시스템에 관한 것으로, 특히 전차주변 전체를 카메라로 촬영하고 그 촬영 영상을 전차승무원에게 전시하면, 전차승무원이 촬영된 영상을 보고 전차주변의 전체전장상황을 실시간으로 파악할 수 있음에 따라, 전차승무원의 전장상황인지 능력이 보다 향상되고, 전차가 어느 한 방향의 표적을 공격시에도 다른 방향에서 근접위협하는 적을 탐지하여 빠르게 대처할 수 있음으로, 전자의 방호 및 전차승무원의 성존성이 향상되는 것으로, 그 구성은 전차의 둘레에 각각 설치되어 전장상황과 표적탐지를 위해 상기 전차주변 전체를 촬영하는 복수 개의 카메라와, 상기 카메라에 연결되어 상기 카메라를 제어하고 상기 카메라로부터 촬영된 영상과 사격통제컴퓨터 및 항법장치부터 상기 전차의 위치 및 자세 정보를 각각 전달받아 촬영된 영상을 기반으로 표적의 위치를 판독하며 판독된 정보를 전차장조준경에 제공하는 이미지프로세싱컴퓨터와, 상기 이미지프로세싱컴퓨터에 연결되어 상기 이미지프로세싱컴퓨터에서 판독된 정보를 화면으로 현시하는 전장상황전시기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

전차주변 전장상황인식 시스템{TANK AROUND THE BATTLEFIELD SITUATIONAL AWARENESS SYSTEM}

본 발명은 전차주변 전장상황인식 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전차승무원의 전장상황인지 능력을 향상시키기 위해 전차주변 전체를 촬영하고 그 촬영 영상을 전차승무원에게 전시하는 전차주변 전장상황인식 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 전차는 위력이 큰 포나 기관총 등을 탑재하고, 두꺼운 장갑으로 방호된 차체에 도로가 없는 야지(野地)에서도 기동할 수 있는 강력한 추진기관과 주행장치를 지닌 전투차량을 말한다.

따라서 전차에는 표적을 공격하기 위해 전차장과 포수가 각각의 임무수행 및 주변상황을 인식할 수 있도록 전차장조준경 및 포수조준경과, 표적의 위치를 포착해서 컴퓨터에 의해 표적의 이동방향이나 속도 등을 계산하고 포를 그 방향으로 지향 조준하게 하는 사격통제장치 및 항법장치 등이 탑재되어 운용되고 있다.

즉, 전차는 전차장이 전차장조준경을 통해 표적을 탐지하면, 전차장조준경의 표적지시기능과 사격통제장치 및 항법장치에 의해 포신이 전차장이 발견한 표적으로 조준 됨에 따라, 포수는 포수조준경을 통해 표적을 재확인한 다음, 탄약장전 후 발사하여 표적을 공격하는 것이다.

그런데 전차는 막강한 공격력을 갖추는 반면에, 전차승무원의 전차주변 상황인지 능력은 포탑에 장착된 전차장조준경에 의존함에 따라, 적의 대전차유도미사일 및 보병화기 등 근접 위협에 대한 방호가 취약하였다.

이유인즉, 전투시에 전차승무원, 특히 전차장은 전차 내에서 전차장조준경을 360도 회전시켜 전차조준경이 보내온 영상을 통해 전차주변의 전장상황과 표적을 탐지할 수 있지만, 만약 전차장조준경의 방향이 전차의 전방 표적만 주시할 경우, 전차의 후방 및 측방은 전차조준경의 시계에서 벗어난 사각지대가 되므로, 전차의 후방 및 측방으로부터의 대전차유도미사일 및 보병화기 등 근접 위협에는 전차승무원이 미리 대처할 수 없는 문제점이 있었다.

따라서, 상기의 상황은 전차승무원의 생존과 직결되기 때문에, 이를 해결하기 위한 방안으로, 장갑 개량, 방호네트 적용 등을 통해 방호 능력을 향상시킬 수도 있으나, 이 또한 전차 방호에 한계가 있으므로, 전차승무원의 생존성 향상에 별 도움을 주는 못하는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 전차승무원의 전장상황인지 능력을 보다 향상시켜 전차가 어느 한 방향의 표적을 공격시에도 다른 방향에서 근접위협하는 적을 탐지하여 대해 빠르게 대처할 수 있는 전차주변 전장상황인식 시스템을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전차의 둘레에 각각 설치되어 전장상황과 표적탐지를 위해 상기 전차주변 전체를 촬영하는 복수 개의 카메라와, 상기 카메라에 연결되어 상기 카메라를 제어하고 상기 카메라로부터 촬영된 영상과 사격통제컴퓨터 및 항법장치부터 상기 전차의 위치 및 자세 정보를 각각 전달받아 촬영된 영상을 기반으로 표적의 위치를 판독하며 판독된 정보를 전차장조준경에 제공하는 이미지프로세싱컴퓨터와, 상기 이미지프로세싱컴퓨터에 연결되어 상기 이미지프로세싱컴퓨터에서 판독된 정보를 화면으로 현시하는 전장상황전시기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 전장상황전시기의 화면에는 상기 카메라로 촬영된 CCD영상 및 IR영상과, 상기 IR영상에 온도별 색을 입힌 IR온도별색입힘영상과, 상기 IR영상에 거리정보를 반영한 IR거리측정영상이 출력되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 전장상황전시기의 화면은 순차적으로 먼저 출력되는 제1화면 및 나중에 출력되는 제2화면으로 이루어지며, 상기 제1화면에는 상기 CCD영상 및 IR영상이 출력되고, 상기 제2 화면에는 상기 CCD영상 및 IR영상과, 상기 IR온도별색입힘영상과, 상기 IR거리측정영상이 출력되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 제2화면은 상기 전차주변 전체가 보이는 영상을 복수 개로 나누어 상하로 현시하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 제1화면은 상기 전차주변 전체가 보이는 영상을 현시하는 파노라마영상부와, 상기 파노라마영상부에서 선택된 영상을 확대하여 현시하는 선택영상부와, 상기 카메라 정보와 상기 전자 및 표적 정보를 현시하는 도표부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 파노라마영상부의 상부 및 하부에는 상기 파노라마영상부의 방위각을 파악하게 하는 각도계가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 카메라는 CCD카메라나 IR카메라 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 전차주변 전체를 카메라로 촬영하고 그 촬영 영상을 전차승무원에게 전시하면, 전차승무원이 촬영된 영상을 보고 전차주변의 전체전장상황을 실시간으로 파악할 수 있음에 따라, 전차승무원의 전장상황인지 능력이 보다 향상되고, 전차가 어느 한 방향의 표적을 공격시에도 다른 방향에서 근접위협하는 적을 탐지하여 빠르게 대처할 수 있음으로, 전자의 방호 및 전차승무원의 성존성이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전차주변 전장상황인식 시스템의 카메라 설치상태를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 전차주변 전장상황인식 시스템의 구성도이다.
도 3, 4는 본 발명에 따른 전차주변 전장상황인식 시스템의 제1화면을 도시한 도면이다.
도 5, 6, 7, 8은 본 발명에 따른 전차주변 전장상황인식 시스템의 제2화면을 도시한 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 전차주변 전장상황인식 시스템의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 구체적으로 설명한다.

여기서, 하기의 모든 도면에서 동일한 기능을 갖는 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 반복적인 설명은 생략하며, 아울러, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이것은 고유의 통용되는 의미로 해석되어야함을 명시한다.

도 1은 본 발명에 따른 전차주변 상황인식 시스템의 카메라 설치상태를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 전차주변 상황인식 시스템의 구성도이며, 도 3, 4는 본 발명에 따른 전차주변 상황인식 시스템의 제1화면을 도시한 도면이고, 도 5, 6, 7, 8은 본 발명에 따른 전차주변 상황인식 시스템의 제2화면을 도시한 도면이다.

도면에 도시된 바와 같이 본 발명은 전차승무원의 전차주변 상황 인지능력이 보다 향상되어 적의 근접위협에 빠르게 대처할 수 있고, 또 전차승무원의 성존성도 향성되게 하기 위한 전차주변 상황인식 시스템으로서, 그 구성은 다음과 같다.

먼저, 전차(T)의 외부 둘레에는 전장상황과 표적탐지를 위해 상기 전차(T)주변 전체를 촬영하는 복수 개의 카메라(10a~10f)가 설치된다.

상기 카메라(10a~10f)에는 상기 카메라(10a~10f)를 제어하고 상기 카메라(10a~10f)로부터 촬영된 영상과 사격통제컴퓨터(20) 및 항법장치부터(30) 상기 전차(T)의 위치 및 자세 정보를 각각 전달받아 촬영된 영상을 기반으로 표적의 위치를 판독하며 판독된 정보를 전차장조준경(40)에 제공하는 이미지프로세싱컴퓨터(50)가 연결된다.

상기 이미지프로세싱컴퓨터(50)에는 상기 이미지프로세싱컴퓨터(50)에서 판독된 정보를 화면으로 현시하는 전장상황전시기(60)가 연결된다.

한편, 상기 카메라(10a~10f)는 상기 전차(T)주변 전체를 촬영하기 위해, 각각 촬영시계가 90도인 6대의 카메라(10a~10f)로 이루어지며, 6대의 카메라(10a~10f)는 상기 전차(T)주변 전체 360도를 각각 60도씩 나누어 촬영하도록 상기 전차(T)의 둘레에 설치된다,

상기 카메라(10a~10f)는 상기 전장상황전시기(60)의 화면에 CCD영상 및 IR영상과, 상기 IR영상에 온도별 색을 입힌 IR온도별색입힘영상과, 상기 IR영상에 거리정보를 반영한 IR거리측정영상이 출력되도록 하기 위해 CCD(Charge Coupled Device)카메라나 IR(Infrared Ray)카메라 중 어느 하나 이상으로 이루어진다.

그리고 상기 전장상황전시기(60)는 상기 카메라(10a~10f)로 촬영된 CCD영상 및 IR영상과, 상기 IR영상에 온도별 색을 입힌 IR온도별색입힘영상과, 상기 IR영상에 거리정보를 반영한 IR거리측정영상이 화면으로 출력되되, 상기 전장상황전시기(60)의 화면은 순차적으로 먼저 출력되는 제1화면(61) 및 나중에 출력되는 제2화면(62)으로 이루어지며, 상기 제1화면(61)에는 상기 CCD영상 및 IR영상이 출력되고, 상기 제2화면(62)에는 상기 CCD영상 및 IR영상과, 상기 IR온도별색입힘영상과, 상기 IR거리측정영상이 출력되도록 이루어진다.

또, 상기 제1화면(61)은 상부에 상기 전차(T)주변 전체가 보이는 영상을 현시하는 파노라마영상부(61a)와, 하부좌측에 상기 파노라마영상부(61a)에서 선택된 영상을 확대하여 현시하는 선택영상부(61b)와, 하부우측에 상기 카메라정보와 상기 전자 및 표적정보를 현시하는 도표부(61c)로 이루어진다.

상기 제2화면(62)은 상기 전차(T)주변 전체가 보이는 영상을 복수 개로 나누어 상하로 현시하도록 이루어진다.

상기 제2 화면(62)은 상기 전차(T)주변 전체가 보이는 360도 영상을 120도씩 3개로 나누어 상하로 현시하는 것이 바람직하지만, 상기 전차(T)주변 전체 360도 영상을 3개 이하 또는 3개 이상의 영상으로 나누어 제2화면(62)에 현시하도록 구현할 수도 있다.

또한, 상기 파노라마영상부(61a)의 상부 및 하부에는 상기 파노라마영상부의 방위각을 파악하게 하는 각도계(61d)가 구비되어 이루어진다.

한편, 상기 카메라(10a~10f)는 상기 전차(T)주변 전체를 사각지대 없도록 촬영하기 위해, 촬영시계가 90도인 6대의 카메라(10a~10f)가 전차(T)의 둘레에 설치되는 것이 바람직하지만, 상기 전차의 종류 및 카메라의 촬영시계가 달라질 경우에는 전차(T)에 둘레에 설치되는 카메라 대수가 달라질 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용 상태를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 전차주변 전장상황인식 시스템의 카메라 설치상태를 도시한 도면으로서, 도면에 도시된 바와 같이 전차(T)의 외부 둘레에 6대의 카메라(10a~10f)가 설치되어 있음에 따라, 각 카메라(10a~10f)는 전차(T)주변 전체 360도를 각각 60도씩 나누어 동시에 촬영하게 된다.

이때, 카메라(10a~10f)로 촬영된 영상은 전차(T) 전방 카메라(10a)로부터 시작되는데, 전차(T) 전방의 카메라(10a)는 전차(T)주변을 0도~60도 촬영하게 되고, 전차(T) 좌측전방의 카메라(10b)는 60도~120도 촬영하게 되고, 전차(T) 좌측후방의 카메라(10c)는 120도~180도 촬영하며, 전차(T) 후방의 카메라(10d)는 180도~240도 촬영하고, 전차(T) 우측후방의 카메라(10e)는 240도~300도 촬영하며, 끝으로 전차(T) 우측전방의 카메라(10f)는 300도~360도를 촬영하게 된다.

도 2는 본 발명에 따른 전차주변 전장상황인식 시스템의 구성도로서, 도면에 도시된 바와 같이 카메라(10a~10f)가 전차(T)주변을 전체 360도 촬영하면, 그 촬영 영상은 이미지프로세싱컴퓨터(50)로 보내지고, 이미지프로세싱컴퓨터(50)가 사격통제컴퓨터(20) 및 항법장치(30)부터 상기 전차(T)의 위치 및 자세 정보를 각각 전달받아 촬영된 영상을 기반으로 근접위협하는 표적의 위치를 판독하며 판독된 정보를 전장상황전시기(60)와 전차장조준경(40)에 제공하게 된다.

따라서, 이미지프로세싱컴퓨터(50)로부터 판독된 영상은 전장상황전시기(60)를 통해 현시되는데, 전장상황전기(60)의 화면 현시는 도 3, 4과 같은 제1화면(61)과, 도 5 내지 8과 같은 제2화면(62) 순으로 이루어짐으로써, 주 야간에 전차승무원, 특히 전차장은 제1화면(61)과 제2화면(62)을 보고 전차(T)주변 전장상황 및 근접위협하는 표적의 위치를 파악할 수 있게 된다.

그리고 전장상황전시기(60)의 제1화면(61) 및 제2화면(62)에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 전장상황전시기(60)의 제1화면(61)은 도 3과 같이 CCD카메라에 의해 촬영된 CCD영상과, 도 4와 같이 IR카메라에 의해 촬영된 IR영상을 선택적으로 출력할 수 있다.

도 3, 4를 통해 전장상황전시기(60)의 제1화면(61)을 살펴보면, 파노라마영상부(61a)는 전차(T)주변 전체 360도 영상을 출력함에 따라, 전차장이 파노라마영상부(61a)를 보고 전차(T)주변 전체의 전장상황 및 여러 근접위협 표적을 한눈에 파악할 수 있다.

이때, 파노라마영상부(61a)의 상부 및 하부에는 파노라마영상부(61a)의 방위각을 나타내는 각도계(61d)가 표시됨에 따라, 전차장은 각도계(61d)의 방위각을 통해 근접위협하는 표적이 어느 방향에서 어떤 카메라로 촬영되었는지 파악할 수 있다.

또 제1화면(61)의 선택영상부(61b)는 파노라마영상부(61a)에서 전차장이 선택한 영상을 확대하여 출력함에 따라, 전차장이 확대 영상을 통해 근접위협하는 표적의 위치를 자세히 파악할 수 있으며, 도표부(61c)를 통해서도 전차장은 카메라(10a~10f) 정보와 전차 및 표적 정보 등을 상세히 인식할 수 있다.

다음으로, 전장상황전시기(60)의 제2화면(62)은 도 5와 같이 CCD카메라에 의한 CCD영상과, 도 6과 같이 IR카메라에 의해 촬영된 IR영상과, 도 7과 같이 IR카메라에 의해 촬영된 IR영상에 온도별 색을 입힌 IR온도별색입힘영상과, 도 8과 같이 IR카메라에 의해 촬영된 IR영상에 LRF(Laser Range Finder)를 융합한 IR거리측정영상을 선택적으로 출력할 수 있다.

도 5 내지 8을 통해 전장상황전시기(60)의 제2화면(62)을 살펴보면, 제2화면(62)은 전차(T)주변 전체 360도 영상을 120도씩 나누어 상하로 3개 영상을 현시함에 따라, 전차장은 전차(T)주변 여러 곳에서 근접위협하는 다수의 표적을 파노라마영상부(61a)보다 더 선명하고 확실하게 파악할 수 있다.

또, 제2화면(62)의 IR온도별색입힘영상은 IR영상에 온도별 색을 입힘으로써, 야간에 매복한 근접위협 표적에 대한 식별성을 향상시키고, 제2화면(62)의 IR거리측정영상은 야간에 근접위협 표적과의 거리를 파악하는데 도움을 준다.

그러므로 전자창의 근접위협 표적에 확인이 끝나면, 미리 전차장조준경(40)에 이미지프로세싱컴퓨터(50)로부터 정보가 전달됨에 따라, 포신은 전차장조준경(40)의 표적지시기능과 사격통제장치(20) 및 항법장치(30)에 의해 근접위협하는 표적을 조준하게 되고, 포수는 포수조준경을 통해 표적을 재확인한 다음, 탄약장전 후 발사하여 근접위협하는 표적을 먼저 공격하면 된다.

따라서, 전차(T)가 어느 한 방향의 표적을 공격시에도 다른 방향에서 근접위협하는 표적을 탐지하여 빠르게 대처할 수 있음으로, 전자(T)의 방호 및 전차승무원의 성존성이 보다 향상된다.

이상에서 본 발명에 대한 기술 사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

10a~10f: 카메라 20: 사격통제컴퓨터
30: 항법장치 40: 전차장조준경
50: 이미지프로세싱컴퓨터 60: 전장상황전시기
61: 제1화면 61a: 파노라마영상부
61b: 선택영상부 61c: 도표부
61d: 각도계 62: 제2화면
T: 전차

Claims

전차의 둘레에 각각 설치되어 전장상황과 표적탐지를 위해 상기 전차주변 전체를 촬영하는 복수 개의 카메라;
상기 카메라에 연결되어 상기 카메라를 제어하고 상기 카메라로부터 촬영된 영상과 사격통제컴퓨터 및 항법장치부터 상기 전차의 위치 및 자세 정보를 각각 전달받아 촬영된 영상을 기반으로 표적의 위치를 판독하며 판독된 정보를 전차장조준경에 제공하는 이미지프로세싱컴퓨터; 및
상기 이미지프로세싱컴퓨터에 연결되어 상기 이미지프로세싱컴퓨터에서 판독된 정보를 화면으로 현시하는 전장상황전시기; 를 포함하여 이루어지고,
상기 전장상황전시기의 화면에는 상기 카메라로 촬영된 CCD영상 및 IR영상과, 상기 IR영상에 온도별 색을 입힌 IR온도별색입힘영상과, 상기 IR영상에 거리정보를 반영한 IR거리측정영상이 출력되는 것을 특징으로 하는 전차주변 전장상황인식 시스템.
삭제
청구항 1 에 있어서,
상기 전장상황전시기의 화면은 순차적으로 먼저 출력되는 제1화면 및 나중에 출력되는 제2화면으로 이루어지며, 상기 제1화면에는 상기 CCD영상 및 IR영상이 출력되고, 상기 제2 화면에는 상기 CCD영상 및 IR영상과, 상기 IR온도별색입힘영상과, 상기 IR거리측정영상이 출력되는 것을 특징으로 하는 전차주변 전장상황인식 시스템.
청구항 3 에 있어서,
상기 제2화면은 상기 전차주변 전체가 보이는 영상을 복수 개로 나누어 상하로 현시하는 것을 특징으로 하는 전차주변 전장상황인식 시스템.
청구항 3 에 있어서,
상기 제1화면은 상기 전차주변 전체가 보이는 영상을 현시하는 파노라마영상부와, 상기 파노라마영상부에서 선택된 영상을 확대하여 현시하는 선택영상부와, 상기 카메라 정보와 상기 전차 및 표적 정보를 현시하는 도표부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전차주변 전장상황인식 시스템.
청구항 5 에 있어서,
상기 파노라마영상부의 상부 및 하부에는 상기 파노라마영상부의 방위각을 파악하게 하는 각도계가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 전차주변 전장상황인식 시스템.
청구항 1 에 있어서,
상기 카메라는 CCD카메라나 IR카메라 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 전차주변 전장상황인식 시스템.